CN104698076A - 一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无损检测领域，尤其是一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种无辐射、不受外界影响且可在线的基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法，包括线圈传感器、电源模块和依次电路连接的电涡流信号处理模块、微处理器、双向通信模块，所述电涡流信号处理模块、微处理器均与电源模块电路连接。发明的有益效果是：该装置无辐射、不受非金属防护层、结垢、内部流体、压力、温度等外界因素影响且可在线，无需人工对金属管道进行巡查检查，节约了劳动力；在表面涂层、潮湿和水底等恶劣环境下也能工作。

Description

一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法

技术领域

本发明涉及无损检测领域，尤其是一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法。

背景技术

在工业生产中，许多金属管道由于长期运行在高温、高压以及化学腐蚀的恶劣工作环境下，常会造成内壁的损伤或脱落，导致整个工艺生产无法顺利的进行，给安全生产带来隐患，近年来，工业系统中许多重大事故也都与金属管道的内部损伤密切相关。现有技术中，为金属管道进行无损伤检测常用的方法：第一是射线检测，该检测需要人工进行检测且对检测时会对工作人员产生较大的辐射；第二是超声波检测，该检测易受到管体内流体的影响而出现误差；第三是温度场分布探伤检测，该检测易受环境的影响而出现检测误差；第四是磁粉检测，该检测会造成环境污染且操作复杂，第五是渗透检测，该检测需要清洗试件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无辐射、不受外界影响且可在线的基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，包括线圈传感器、电源模块和依次电路连接的电涡流信号处理模块、微处理器、双向通信模块，所述电涡流信号处理模块、微处理器均与电源模块电路连接。

进一步的，所述线圈传感器旁设置有防水外壳，所述电涡流信号处理模块、微处理器、双向通信模块、电源模块均安装在防水外壳内。

进一步的，所述线圈传感器的个数为多个且等间距安装在传感器基板上。

一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤方法，包括以下步骤；

A、将传感器基板的两端分别安装在防水外壳的两侧，再将传感器基板、防水外壳套装在金属管道的外表面上；

B、线圈传感器安装在传感器基板上且与金属管道外表面接触，电涡流信号处理模块、微处理器、双向通信模块、电源模块安装在防水外壳内，将线圈传感器、电涡流信号处理模块、微处理器、双向通信模块依次连接，电涡流信号处理模块、微处理器均与电源模块连接；

C、双向通信模块连接上位机；

D、接通装置电源，电源模块为微处理器、双向通信模块和电涡流信号处理模块提供直流低压电源，微处理器控制电涡流信号处理模块激励安装在传感器基板上的线圈传感器使其在金属管道上产生电涡流效应，与此同时微处理器采集电涡流信号处理模块所测量的线圈传感器的Rp值(线圈的等效并联谐振阻抗)和L值(线圈的电感值)，所测量的值再通过双向通信模块传输给上位机显示和存储；上位机判断Rp值与L值的变化可通过显示程序反应当前位置处金属管道厚度的变化。

进一步的是，所述步骤D中电涡流信号处理模块对线圈传感器的激励方式为微处理器通过切换模拟开关分时实现电涡流信号处理模块所产生的激励信号与不同线圈传感器接通和断开。

发明的有益效果是：该装置无辐射，不受非金属防护层、结垢、内部流体、压力、温度等外界因素影响且可在线，无需人工对金属管道进行巡查检查，节约了劳动力；在表面涂层、潮湿和水底等恶劣环境下也能工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明安装在金属管道上时的结构示意图；

图3是本发明安装在金属管道弯曲位置上的结构示意图；

图4是本发明安装在金属罐体上的结构示意图；

图5是本发明安装在金属板材上的结构示意图。

图中所示：1-线圈传感器，2-传感器基板，3-防水外壳，4-电涡流信号处理模块，5-双向通信模块，6-微处理器，7-电源模块，8-金属管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、2、3所示，一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，包括线圈传感器1、电源模块7和依次电路连接的电涡流信号处理模块4、微处理器6、双向通信模块5，所述电涡流信号处理模块4、微处理器6均与电源模块7电路连接。该装置在安装时，将线圈传感器1安装在金属管道8的外表面上，启动电源就让该装置启动工作。

所述双向通信模块5连接一个上位机，上位机可显示和储存双向通信模块5传输到的数据，上位机可与双向通信模块5远距离连接。在工作时，电源模块7为电涡流信号处理模块4、微处理器6、双向通信模块5提供直流低压电源，这样金属管道8上产生电涡流效应；此时微处理器6采集电涡流信号处理模块4所测量的线圈传感器1的Rp值(线圈的等效并联谐振阻抗)和L值(线圈的电感值)，微处理器6将Rp值和L值通过双向通信模块5传输给上位机，上位机上储存和显示Rp值、L值；当金属管道8有损伤时，Rp值、L值就会产生变化，工作人员立即可知道当年位置处金属管道8的厚度发生变化。

该装置在使用过程中不会产生辐射，且是通过电涡流效应来检测无损的，所以该装置不会受到外界环境的影响；该装置结构简单，可以金属管道8上多个位置安装，从对金属管道8进行全方位的检测，不需要工作人员对金属管道8进行巡视检测，节约了人工。该装置也不会受到非金属防护层、结垢、内部流体的影响。

为了让该装置适用于各种复杂的工作环境中，因此优选的实施方式是，所述线圈传感器1旁设置有防水外壳3，所述电涡流信号处理模块4、微处理器6、双向通信模块5、电源模块7均安装在防水外壳3内。防水外壳3可起到防水防潮的作用，这样该装置也可以在潮湿、水底等恶劣的环境下开展检查工作。

为了便于线圈传感器1的安装，优选的实施方式，所述防水外壳3外设置有传感器基板2，所述线圈传感器1安装在传感器基板2上。如图2所示，传感器基板2就可以套装在金属管道8的外表面上，线圈传感器1就安装在传感器基板2上且与金属管道8外壁接触。

优选的实施方式，所述线圈传感器1的个数为多个且等间距安装在传感器基板2上。这样线圈传感器1可以覆盖金属管道8的所有方位，保证检查的精确度；如图2所示，其中线圈传感器1的个数为7个且是等间距的安装在金属管道8的外表面上。

如图3所示，该装置可以安装在金属管道8的弯曲位置上。

一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤方法，包括以下步骤；

A、将传感器基板2的两端分别安装在防水外壳3的两侧，再将传感器基板2、防水外壳3套装在金属管道8的外表面上；

B、线圈传感器1安装在传感器基板2上且与金属管道8外表面接触，电涡流信号处理模块4、微处理器6、双向通信模块5、电源模块7安装在防水外壳3内，线圈传感器1、电涡流信号处理模块4、微处理器6、双向通信模块5依次连接，电涡流信号处理模块4、微处理器6均与电源模块7连接；

C、将双向通信模块5与上位机连接；

D、接通装置电源，电源模块7为微处理器6、双向通信模块5和电涡流信号处理模块4提供直流低压电源，微处理器6控制电涡流信号处理模块4激励安装在传感器基板2上的线圈传感器1使其在金属管道8上产生电涡流效应，与此同时微处理器6采集电涡流信号处理模块4所测量的线圈传感器1的Rp值(线圈的等效并联谐振阻抗)和L值(线圈的电感值)，所测量的值再通过双向通信模块5传输给上位机显示和存储；上位机判断Rp值与L值的变化可通过显示程序反应当前位置处金属管道8厚度的变化。

上述方法中工作人员只需从上位机上显示的Rp值与L值的变化就可以知道当前位置处的金属管道8厚度的变化，所以该方法是一种在线监测方式，无需工作人员到金属管道8面前进行检查，节约了劳动力，且也能及时发现金属管道8的受损；工作的时候无辐射，不会造成人员伤害；也不受非金属防护层、结垢、内部流体、压力、温度的影响，也可在各种恶劣环境下正常工作。

当传感器基板2上的线圈传感器1个数不只一个时，优选的实施方式是，所述步骤D中电涡流信号处理模块4对线圈传感器1的激励方式为微处理器6通过切换模拟开关分时实现电涡流信号处理模块4所产生的激励信号与不同线圈传感器1接通和断开。这样可以把所有线圈传感器1的Rp值(线圈的等效并联谐振阻抗)和L值(线圈的电感值)采集到，则对金属管道8的检测更全面，不会造成遗漏。

如图4、5所示，上述装置与方法不仅用于金属管道8的无损检测，还可以用于金属罐体、金属板材等的无损检测。

Claims (6)

1.一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，其特征在于：包括线圈传感器(1)、电源模块(7)和依次电路连接的电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)、双向通信模块(5)，所述电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)均与电源模块(7)电路连接。

2.如权利要求1所述的一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，其特征在于：所述线圈传感器(1)旁设置有防水外壳(3)，所述电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)、双向通信模块(5)、电源模块(7)均安装在防水外壳(3)内。

3.如权利要求2所述的一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，其特征在于：所述防水外壳(3)外设置有传感器基板(2)，所述线圈传感器(1)安装在传感器基板(2)上。

4.如权利要求3所述的一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤装置，其特征在于：所述线圈传感器(1)的个数为多个且等间距安装在传感器基板(2)上。

5.一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤方法，其特征在于：包括以下步骤；

A、将传感器基板(2)的两端分别安装在防水外壳(3)的两侧，再将传感器基板(2)、防水外壳(3)套装在金属管道(8)的外表面上；

B、线圈传感器(1)安装在传感器基板(2)上且与金属管道(8)外表面接触，电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)、双向通信模块(5)、电源模块(7)安装在防水外壳(3)内，线圈传感器(1)、电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)、双向通信模块(5)依次连接，电涡流信号处理模块(4)、微处理器(6)均与电源模块(7)连接；

C、双向通信模块(5)连接上位机；

D、接通装置电源，电源模块(7)为微处理器(6)、双向通信模块(5)和电涡流信号处理模块(4)提供直流低压电源，微处理器(6)控制电涡流信号处理模块(4)激励安装在传感器基板(2)上的线圈传感器(1)使其在金属管道(8)上产生电涡流效应，与此同时微处理器(6)采集电涡流信号处理模块(4)所测量的线圈传感器(1)的Rp值(线圈的等效并联谐振阻抗)和L值(线圈的电感值)，所测量的值再通过双向通信模块(5)传输给上位机显示和存储；上位机判断Rp值与L值的变化可通过显示程序反应当前位置处金属管道8厚度的变化。

6.如权利要求5所述的一种基于电涡流效应的金属管道多点在线探伤方法，其特征在于：所述步骤D中电涡流信号处理模块(4)对线圈传感器(1)的激励方式为微处理器(6)通过切换模拟开关分时实现电涡流信号处理模块(4)所产生的激励信号与不同线圈传感器(1)接通和断开。